DE102008025169B4 - filter module - Google Patents
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Abstract
Filtermodulverkopplung mit zwei Filtermodulen zur Reinigung von Flüssigkeiten, wobei ein erstes Filtermodul umfasst: ein Gehäuse (10); eine Ultraschallquelle (20); einen Einlass (12) für Flüssigkeit an dem Gehäuse (10); einen ersten Auslass (14) für Flüssigkeit an dem Gehäuse (10); einen Filter (18); und einen zweiten Auslass (16) für gefilterte Flüssigkeit an dem Gehäuse (10); wobei die Ultraschallquelle (20) auf einer ersten Seite des Filters (18) derart angeordnet ist, dass diese erste Seite des Filters (18) mit Ultraschall beaufschlagt wird; wobei der erste Auslass (14) auf der ersten Seite des Filters (18) angeordnet ist; und wobei der zweite Auslass (16) für gefilterte Flüssigkeit auf einer zweiten Seite des Filters (18) angeordnet ist; und ein zweites Filtermodul einen Auslass zum Bereitstellen von filtrierter Flüssigkeit aufweist; wobei das erste Filtermodul (100) an das zweite Filtermodul derart gekoppelt ist, dass filtrierte Flüssigkeit aus dem Auslass des zweiten Filtermoduls zum Rückspülen des ersten Filtermoduls (100) über den zweiten Auslass des ersten Filtermoduls in das Gehäuse des ersten Filtermoduls hinein gelangen und über den ersten Auslass abgegeben werden kann.Filter module coupling with two filter modules for cleaning liquids, wherein a first filter module comprises: a housing (10); an ultrasonic source (20); a liquid inlet (12) on the housing (10); a first outlet (14) for liquid on the housing (10); a filter (18); and a second filtered liquid outlet (16) on the housing (10); wherein the ultrasonic source (20) is disposed on a first side of the filter (18) such that ultrasound is applied to that first side of the filter (18); wherein the first outlet (14) is disposed on the first side of the filter (18); and wherein the second filtered liquid outlet (16) is disposed on a second side of the filter (18); and a second filter module having an outlet for providing filtered liquid; wherein the first filter module (100) is coupled to the second filter module such that filtered liquid from the outlet of the second filter module for backwashing the first filter module (100) via the second outlet of the first filter module into the housing of the first filter module in and over first outlet can be delivered.
Description
Die Erfindung betrifft ein Filtermodul und ein Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeiten, die eine hohe Performance gewährleisten.The invention relates to a filter module and a method for cleaning liquids that ensure high performance.
Üblicherweise müssen Filtermodule regelmäßig gewartet und gereinigt werden, um den eigentlichen Filter zu wechseln und/oder um Filtrierungsrückstände aus dem Filtermodul zu entfernen sowie Ablagerungen auf mit der zu reinigenden Flüssigkeit in Kontakt kommenden Oberflächen zu beseitigen.Typically, filter modules must be regularly maintained and cleaned to change the actual filter and / or to remove filtration residues from the filter module and to remove deposits on coming into contact with the liquid to be cleaned surfaces.
Hierdurch kommt es in regelmäßigen Abständen oder ausfallbedingt zu Standzeiten. Ein Dauerbetrieb ist somit üblicherweise nicht möglich.As a result, it comes at regular intervals or failure due to downtime. Continuous operation is therefore usually not possible.
Mit zunehmender Verschmutzung des Filtermoduls, insbesondere mit einem sich zusetzenden Filterelement sinkt zwischen zwei Wartungen/Reinigungen auch die Performance im Sinne des Volumenstroms durch das Filtermodul. Ein zuverlässiges Einhalten einer erwünschten Performance ist somit nur mit hohem Aufwand möglich.With increasing contamination of the filter module, in particular with a filter element to be added decreases between two maintenance / cleaning and the performance in terms of volume flow through the filter module. Reliable compliance with a desired performance is thus possible only with great effort.
Aus der
Aus der
Aus der
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein verbessertes Filtermodul und ein Verfahren zur Reinigung, insbesondere zur Filtrierung von Flüssigkeiten bereitzustellen, welches eine zuverlässige, dauerhafte und flexible Reinigung von Flüssigkeiten ermöglicht.An object of the present invention is thus to provide an improved filter module and a method for cleaning, in particular for the filtration of liquids, which enables a reliable, durable and flexible cleaning of liquids.
Diese Aufgabe wird gelöst von der Merkmalskombination nach Anspruch 1 und der Merkmalskombination nach Anspruch 19. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the feature combination according to claim 1 and the feature combination according to claim 19. Advantageous embodiments are described in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist eine Filtermodulverkopplung mit zwei Filtermodulen vorgesehen.According to the invention, a filter module coupling with two filter modules is provided.
Das erste Filtermodul zur Reinigung von Flüssigkeiten umfasst ein Gehäuse, eine Ultraschallquelle zur Abgabe von Ultraschall in das bzw. in dem Innere(n) des Gehäuses, einen Einlass an dem Gehäuse für die zu reinigende Flüssigkeit, einen ersten Auslass an dem Gehäuse für Flüssigkeit, einen (in dem Gehäuse angeordneten) Filter und einen zweiten Auslass an dem Gehäuse für gefilterte Flüssigkeit. Die Ultraschallquelle und der erste Auslass sind auf einer ersten Seite des Filters angeordnet und der zweite Auslass für gefilterte Flüssigkeit ist auf einer zweiten Seite des Filters angeordnet.The first filter module for cleaning liquids comprises a housing, an ultrasound source for delivering ultrasound into the interior (s) of the housing, an inlet to the housing for the liquid to be cleaned, a first outlet to the housing for liquid, a filter (located in the housing) and a second outlet on the filtered fluid housing. The ultrasonic source and the first outlet are disposed on a first side of the filter and the second filtered liquid outlet is disposed on a second side of the filter.
Die erste Seite des Filters, auf der auch der Einlass angeordnet ist, ist also die mit ungefilterter Flüssigkeit in Kontakt tretende Seite des Filters, also die Seite, auf der die aus der Flüssigkeit herausgefilterten Substanzen verbleiben („dreckige” Seite). Die zweite Seite des Filters hingegen ist die mit filtrierter Flüssigkeit in Kontakt kommende Seite, also die „saubere” Seite des Filters.The first side of the filter, on which the inlet is also located, is thus the side of the filter which comes into contact with unfiltered liquid, ie the side on which the substances filtered out of the liquid remain ("dirty" side). The second side of the filter, on the other hand, is the side in contact with the filtered liquid, ie the "clean" side of the filter.
Die in das Gehäuse des Filtermoduls über den Einlass einströmende zu reinigende Flüssigkeit kann somit, ohne durch den Filter zu treten, über den ersten Auslass aus dem Filtermodul ungefiltert wieder herausströmen. Ebenso kann die über den Einlass einströmende zu reinigende Flüssigkeit durch den Filter treten und über den zweiten Auslass das Filtermodul gefiltert verlassen.The liquid to be cleaned which flows into the housing of the filter module via the inlet can therefore flow out again unfiltered via the first outlet from the filter module, without passing through the filter. Likewise, the liquid to be purified flowing in via the inlet can pass through the filter and leave the filter module filtered via the second outlet.
In dem Filtermodul kann ferner über den Einlass einströmende Flüssigkeit dem Ultraschall der (in dem Gehäuse angeordneten) Ultraschallquelle ausgesetzt werden. Dies trägt zur Reinigung der Flüssigkeit bei aufgrund von durch den Ultraschall in der Flüssigkeit hervorgerufener Kavitation (Desagglomerierung und Dispergierung).In the filter module, liquid flowing in through the inlet can also be exposed to the ultrasound of the ultrasound source (arranged in the housing). This contributes to the cleaning of the liquid due to caused by the ultrasound in the liquid cavitation (deagglomeration and dispersion).
Die für einströmende Flüssigkeit vor dem Filter und somit auf dessen „dreckiger” Seite angeordnete Ultraschallquelle ist ferner derart relativ zum Filter angeordnet, dass diese erste, „dreckige” Seite des Filters mit Ultraschall beaufschlagt wird. Hierdurch wird der Filter aufgrund der vorstehend genannten Kavitation von Verunreinigungen und Ablagerungen befreit bzw. rein gehalten, so dass ein hoher Volumenstrom durch den Filter und somit durch das Filtermodul gewährleistet ist.The ultrasonic source arranged upstream of the filter and thus on its "dirty" side is furthermore arranged relative to the filter in such a way that this first, "dirty" side of the filter is subjected to ultrasound. As a result, the filter is freed from impurities and deposits due to the cavitation mentioned above or kept pure, so that a high volume flow through the filter and thus ensured by the filter module.
Ein Vorteil dieser Filtermodulverkopplung besteht demnach darin, dass Flüssigkeit in dem Filtermodul einer Ultraschallbehandlung oder einer Ultraschallbehandlung in Verbindung mit einer anschließenden Filtration ausgesetzt werden kann. Im ersteren Fall strömt die Flüssigkeit über den Einlass in das Innere des Gehäuses, an der Ultraschallquelle vorbei und anschließend über den ersten Auslass ungefiltert, aber aufgrund der Ultraschalleinwirkung kavitiert/dispergiert, wieder aus. Im letzteren Fall strömt die Flüssigkeit über den Einlass in das Innere des Gehäuses, an der Ultraschallquelle vorbei, durchsetzt anschließend den Filter und strömt dann über den ersten Auslass gefiltert und aufgrund der Ultraschalleinwirkung kavitiert/dispergiert wieder aus. Hierdurch wird eine hohe Flexibilität des Filtermoduls und eine konstante Performance erzielt.An advantage of this filter module coupling is therefore that liquid in the filter module can be subjected to an ultrasonic treatment or an ultrasonic treatment in connection with a subsequent filtration. In the former case, the liquid flows via the inlet into the interior of the housing, past the ultrasound source and then unfiltered via the first outlet but cavitated / dispersed due to the ultrasound effect. In the latter case, the liquid flows via the inlet into the interior of the housing, past the ultrasonic source, then passes through the filter and then flows through the first outlet filtered and due the ultrasonic effect kavitiert / dispersed again. This achieves a high flexibility of the filter module and a constant performance.
Ein weiterer Vorteil dieses Filtermodulverkopplung besteht darin, dass ein Zusetzen des Filters verhindert oder zumindest signifikant vermindert wird. Somit ist ein zuverlässiger (Dauer-)Betrieb des Filtermoduls mit einer hohen Performance möglich.Another advantage of this filter module coupling is that clogging of the filter is prevented or at least significantly reduced. Thus, a reliable (continuous) operation of the filter module with a high performance is possible.
Bevorzugt weist das Gehäuse eine längliche Form auf. Besonders bevorzugt umgibt der Filter die Ultraschallquelle, wodurch eine bessere Beaufschlagung der „dreckigen” Filterseite mit Ultraschall gewährleistet wird.Preferably, the housing has an elongated shape. Particularly preferably, the filter surrounds the ultrasound source, whereby a better exposure of the "dirty" filter side is ensured with ultrasound.
Bevorzugt umfasst der Einlass des Filtermoduls ein Einlassventil. Bevorzugt umfasst ferner der erste Auslass des Filtermoduls ein Auslassventil. Über das Auslassventil kann das Verhältnis des ersten Volumenstroms nur Ultraschall-gereinigter Flüssigkeit (durch den ersten Auslass) zum zweiten Volumenstrom zusätzlich auch gefilterter Flüssigkeit (durch den zweiten Auslass) bevorzugt stufenlos eingestellt werden.Preferably, the inlet of the filter module comprises an inlet valve. Furthermore, the first outlet of the filter module preferably comprises an outlet valve. The ratio of the first volume flow of only ultrasound-cleaned liquid (through the first outlet) to the second volume flow of additionally filtered liquid (through the second outlet) can preferably be adjusted steplessly via the outlet valve.
In einer besonders bevorzugten Ausführung weist das Gehäuse die Form eines an seinen Enden verschlossenen Hohlzylinders auf. Insbesondere kann das Gehäuse die Form eines Rohres aufweisen, welches an seinen beiden Enden mit Deckeln (lösbar) verschlossen ist.In a particularly preferred embodiment, the housing has the shape of a hollow cylinder closed at its ends. In particular, the housing may have the shape of a tube which is closed at its two ends with lids (releasably).
Der Filter kann ebenfalls die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Insbesondere kann der Filter koaxial zum beispielsweise rohrförmigen Gehäuse im Gehäuse angeordnet sein. Geht man von einem geraden Kreiszylinder für sowohl Gehäuse als auch Filter aus, so bilden demnach Filter und Gehäuse im Querschnitt zwei konzentrische Ringe, von denen der innere Ring von dem Filter gebildet ist.The filter may also be in the form of a hollow cylinder. In particular, the filter can be arranged coaxially with the tubular housing, for example, in the housing. Assuming a straight circular cylinder for both housing and filter, so form filter and housing in cross-section two concentric rings, of which the inner ring is formed by the filter.
Besonders bevorzugt ist andererseits die Ultraschallquelle nicht koaxial zum Gehäuse im Gehäuse angeordnet. Geht man von einer stabförmigen Ultraschallquelle und einem Gehäuse in Form eines geraden Kreiszylinders aus, so bilden demnach Ultraschallquelle und Gehäuse im Querschnitt keine konzentrischen Ringe. Die längliche Ultraschallquelle ist vielmehr versetzt zur Längsachse des länglichen Gehäuses im Gehäuse angeordnet. Im Querschnitt ist die Ultraschallquelle im Gehäuse exzentrisch zum Gehäuse angeordnet. Durch diese exzentrische Anordnung wird gewährleistet, dass sich keine Taträume für Ultraschall ergeben.On the other hand, the ultrasound source is preferably not arranged coaxially with the housing in the housing. Assuming a rod-shaped ultrasonic source and a housing in the form of a straight circular cylinder, so do not form ultrasonic source and housing in cross-section concentric rings. The elongated ultrasound source is rather offset from the longitudinal axis of the elongated housing in the housing. In cross section, the ultrasonic source is arranged eccentrically in the housing to the housing. This eccentric arrangement ensures that there are no trauma rooms for ultrasound.
Besonders bevorzugt umfasst der Filter eine Membran. Diese kann beispielsweise aus Edelstahl gebildet sein. Alternativ kann auch jedes andere Material verwendet werden, vorausgesetzt, die daraus gebildete Membran halt der Ultraschallbeaufschlagung im Inneren des Gehäuses stand.Particularly preferably, the filter comprises a membrane. This can be formed, for example, of stainless steel. Alternatively, any other material may be used, provided that the membrane formed therefrom stops the ultrasonic application inside the housing.
Insbesondere kann der Filter (in Form der Membran) Poren von weniger als 1000 μm, bevorzugt von weniger als 100 μm und am meisten bevorzugt von weniger als 50 μm umfassen. Insbesondere kann zur Mikrofiltration eine Porengröße von bis herab zu 0,1 μm vorgesehen sein.In particular, the filter (in the form of the membrane) may comprise pores of less than 1000 microns, preferably less than 100 microns, and most preferably less than 50 microns. In particular, a pore size of down to 0.1 microns can be provided for microfiltration.
Insbesondere für die Verwendung zur Meer- oder Ballastwasseraufbereitung kann das Filtermodul dazu eingerichtet sein, salzhaltiges Wasser zu filtrieren. Ein erfindungsgemäßes Filtermodul kann aber auch im Pharma- oder Lebensmittelbereich (beispielsweise zur Reinigung von Getränken, etwa von Milch, Wein oder Fruchtsäften) Verwendung finden.In particular, for use in marine or ballast water treatment, the filter module may be adapted to filter salty water. However, a filter module according to the invention can also be used in the pharmaceutical or food sector (for example for the purification of beverages, for example from milk, wine or fruit juices).
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Reinigen von Flüssigkeiten umfasst die folgenden Schritte: Zunächst wird die zu reinigende Flüssigkeit in einem ersten Schritt mit Ultraschall beaufschlagt. Die solchermaßen behandelte Flüssigkeit wird dann in einen ersten und einen zweiten Volumenstrom geteilt, wobei der erste Volumenstrom von der mit Ultraschall beaufschlagten Flüssigkeit abgezweigt wird und nur der zweite, verbleibenden Volumenstrom der Flüssigkeit im Anschluß an die Ultraschallbehandlung in einem Filter, beispielsweise der vorstehend beschriebenen Membran, filtriert wird.A method according to the invention for cleaning liquids comprises the following steps: First, the liquid to be cleaned is subjected to ultrasound in a first step. The liquid thus treated is then divided into a first and a second volumetric flow, the first volumetric flow being diverted from the sonicated liquid and only the second remaining volumetric flow of the liquid following sonication in a filter, for example the membrane described above , filtered.
Insbesondere kann das Verfahren, neben dem Beaufschlagen der zu reinigenden Flüssigkeit mit Ultraschall, ein Beaufschlagen der mit der ungefilterten Flüssigkeit in Kontakt tretenden Seite des Filters umfassen, wodurch ein Zusetzen des Filters vermindert wird. Hierdurch wird eine hohe Performance gewährleistet.In particular, besides ultrasonication of the liquid to be cleaned, the method may include subjecting the filter to the unfiltered liquid contacting side of the filter, thereby reducing clogging of the filter. This ensures high performance.
Anschließend können/kann der erste und/oder der zweite Volumenstrom der Strahlung einer UV-Lichtquelle ausgesetzt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine flexible Reinigung einer Flüssigkeit erzielt werden.Subsequently, the first and / or the second volume flow of the radiation can be exposed to a UV light source. By the method according to the invention, a flexible cleaning of a liquid can be achieved.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden genaueren Beschreibung von Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen sowie der Ansprüche für den Fachmann erkenntlich dargestellt werden.Further features and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the following more detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings and the claims.
Das Filtermodul
Im Inneren des Filtermoduls
Der Einlass
Somit kann über den Einlass
Das Filtermodul
Zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms durch das Filtermodul weist das Filtermodul
Dargestellt sind jeweils runde Querschnitte. Das Gehäuse
In
Zum Rückspülen des linken Filtermoduls
Die rückgespülte Flüssigkeit wird dann über das geöffnete Ventil
Weitere Ausführungsformen sind denkbar. Insbesondere kann die Anordnung des ersten und zweiten Auslasses getauscht werden und der Filter
Wird der Einlass
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Filtermodulfilter module
- 1010
- Gehäusecasing
- 1212
- Einlassinlet
- 1414
- Erster AuslassFirst outlet
- 1616
- Zweiter AuslassSecond outlet
- 1818
- Filter, MembranFilter, membrane
- 2020
- Ultraschallquelleultrasound source
- 2222
- Einlassventilintake valve
- 2424
- Auslassventiloutlet valve
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AQUAWORX HOLDING AG, HORN, CH |
|
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: REQUEST FOR PARTIAL NON MENTIONING OF THE NAME |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, DE Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 BREMEN, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: GEA WESTFALIA SEPARATOR GROUP GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: AQUAWORX HOLDING AG, HORN, CH Effective date: 20120224 |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT ANWALTSPARTNERSCHAFT MBB -, DE Effective date: 20120224 Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, DE Effective date: 20120224 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130907 |